FR2683391A1 - INFRARED IMAGE SENSOR. - Google Patents
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Abstract
L'invention conceme un capteur d'images infrarouge. Ce capteur comprend une première couche semiconductrice d'un premier type de conductivité présentant une bande interdite d'énergie faible; une deuxième couche semiconductrice (2) du premier type de conductivité présentant une bande interdite d'énergie forte, disposée sur la première couche semiconductrice; une couche de réception de lumière (5) produite en diffusant des impuretés du deuxième type de conductivité de la surface de la deuxième couche semiconductrice pour s'étendre dans la première couche semiconductrice; une région de diffusion d'impuretés du deuxième type de conductivité produite dans la deuxième couche semiconductrice en diffusant des impuretés du deuxième type de conductivité; une électrode MIS (8) formée sur la deuxième couche semiconductrice entre la couche de réception de lumière (5) et la région de diffusion d'impuretés; et un interrupteur MIS (9) comprenant l'électrode MIS (8), la couche de réception de lumière (5) et la région de diffusion d'impuretés. L'invention est utilisable pour des capteurs d'images infrarouges monolithiques.The invention relates to an infrared image sensor. This sensor comprises a first semiconductor layer of a first conductivity type exhibiting a low energy forbidden band; a second semiconductor layer (2) of the first conductivity type having a strong energy forbidden band, disposed on the first semiconductor layer; a light receiving layer (5) produced by diffusing impurities of the second conductivity type from the surface of the second semiconductor layer to extend into the first semiconductor layer; a second conductivity type impurity diffusion region produced in the second semiconductor layer by diffusing second conductivity type impurities; an MIS electrode (8) formed on the second semiconductor layer between the light receiving layer (5) and the impurity diffusion region; and an MIS switch (9) comprising the MIS electrode (8), the light receiving layer (5) and the impurity diffusion region. The invention can be used for monolithic infrared image sensors.
Description
La présente invention se rapporte à des capteurs d'images infrarouges et,The present invention relates to infrared image sensors and,
plus particulièrement à un capteur d'images infrarouge monolithique. more particularly to a monolithic infrared image sensor.
Un capteur d'images infrarouge dans lequel un élément de réception de lumière et un élément de traitement de signaux sont formés chacun sur un substrat différent sont reliés par une bosse en métal telle qu'une bosse d'indium, c'est-à-dire un capteur d'images infrarouge hybride, est utilisé conventionnellement Cependant, pour produire un tel capteur d'images infrarouge hybride, il faut utiliser un procédé difficile pour relier ces substrats par la bosse en métal De plus, étant donné que le capteur d'images infrarouge hybride est généralement refroidi à environ 770 k lorsqu'il est utilisé, lorsque le matériau du substrat présentant l'élément de réception de lumière diffère du matériau du substrat présentant l'élément de traitement de signaux, la liaison constituée par la bosse en métal est susceptible de rompre en raison de la An infrared image sensor in which a light receiving element and a signal processing element are each formed on a different substrate are connected by a metal hump such as an indium hump, i.e. say a hybrid infrared image sensor, is used conventionally However, to produce such a hybrid infrared image sensor, it is necessary to use a difficult process to connect these substrates by the metal bump In addition, since the sensor of Hybrid infrared images are generally cooled to about 770k when used, when the substrate material having the light receiving element differs from the substrate material having the signal processing element, the bond formed by the hump. metal is likely to break because of the
différence des coefficients d'expansion thermique entre ces substrats. difference in thermal expansion coefficients between these substrates.
Récemment, un capteur d'images infrarouge monolithique qui résout le Recently, a monolithic infrared image sensor that solves the
problème du type hybride, a été proposé. problem of the hybrid type, has been proposed.
La figure 7 est une vue en section transversale représentant un capteur d'images infrarouge monolithique divulgué dans la demande de brevet Japonais publiée n O Sho 63-46765 Sur la figure 7, une première couche en Cd Hg Te 12 présentant une bande interdite d'énergie faible et une deuxième couche en Cd Hg Te 13 présentant une bande interdite d'énergie forte sont disposées sur le substrat en Cd Hg Te 11 La deuxième couche en Cd Hg Te 13 est partiellement enlevée pour exposer la première couche en Cd Hg Te 12 à la surface, et une photodiode 14 est formée dans la couche exposée 12 par une implantation d'ions ou analogue Une couche d'injection de charge de signaux 22 est formée dans la deuxième couche en Cd Hg Te 13 par implantation d'ions ou analogue, et une porte de transfert de charge 23, une porte de stockage de charge 24 et un CCD sont disposées sur la deuxième couche en Cd Hg Te 13 via la couche isolante 26 La couche d'injection de charge de signaux 22 et la photodiode 14 sont reliées par une électrode d'indium 21 Lorsque de la lumière infrarouge frappe la photodiode 14 formée dans la première couche en Cd Hg Te 12 présentant une bande interdite de faible énergie, des charges de signaux se produisent dans la photodiode 14 et passent à travers l'électrode d'indium 21, la couche d'injection de charge de signaux 22, la porte de transfert de charge 23, la porte de stockage Fig. 7 is a cross-sectional view showing a monolithic infrared image sensor disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. Sho 63-46765. In Fig. 7, a first Cd Hg Te 12 layer having a band gap of low energy and a second Cd Hg Te 13 layer with a strong energy band gap are disposed on the Cd Hg Te substrate. The second Cd Hg Te 13 layer is partially removed to expose the first Cd Hg Te layer 12 at the surface, and a photodiode 14 is formed in the exposed layer 12 by ion implantation or the like. A signal charge injection layer 22 is formed in the second Cd Hg Te 13 layer by ion implantation or analogous, and a charge transfer gate 23, a charge storage gate 24 and a CCD are disposed on the second layer Cd Hg Te 13 via the insulating layer 26 The signal charge injection layer 22 and the photod iodine 14 are connected by an indium electrode 21 When infrared light strikes the photodiode 14 formed in the first Cd Hg Te layer 12 having a low energy bandgap, signal charges occur in the photodiode 14 and pass through. through the indium electrode 21, the signal charge injection layer 22, the charge transfer gate 23, the storage gate
de charge 24 et le CCD 25.charge 24 and the CCD 25.
D'autre part, la figure 8 est une vue en section transversale représentant une structure d'un capteur d'images infrarouge monolithique divulgué dans la demande de brevet Japonais publiée n Hei 2-272766 Sur la figure 8, une deuxième couche en Cd Hg Te 13 présentant une bande interdite dénergie forte est disposée sur un substrat de semiconducteur 11 Une première couche en Cd Hg Te 12 présentant une bande interdite de faible énergie est noyée dans la deuxième couche en Cd Hg Te 13 Une photodiode 14 est formée dans la première couche en Cd Hg Te 12, et une diode de source 18 et une diode de drain 17 sont formées dans la deuxième couche en Cd Hg Te 13 par implantation d'ions Une électrode de connexion 15 reliant la photodiode 14 à la diode de drain 17 et une électrode de grille 16 reliant la diode de source 18 à la diode de drain 17 sont disposées sur la couche isolante 19 Lorsque de la lumière infrarouge frappe la photodiode 14 dans la première couche en Cd Hg Te 12 présentant une bande interdite de faible énergie, des charges de signaux se produisent dans la photodiode 14 et passent à travers l'électrode de connexion pour atteindre un interrupteur MIS (Semiconducteur Isolant en Métal) 20 disposé sur la deuxième couche en Cd Hg Te 13 Lors de l'ouverture d'une porte de l'interrupteur MIS comprenant la diode de drain 17, la diode de source 18 et l'électrode de grille 16, des charges de signaux sont transférées à une électrode de sortie de signaux (non représentée) reliée à la diode de drain 17 et sont On the other hand, Fig. 8 is a cross-sectional view showing a structure of a monolithic infrared image sensor disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 2-272766. In Fig. 8, a second layer of Cd Hg Te 13 having a strong energy band gap is disposed on a semiconductor substrate 11 A first Cd Hg Te 12 layer having a low energy band gap is embedded in the second Cd Hg Te layer 13 A photodiode 14 is formed in the first Cd Hg Te 12 layer, and a source diode 18 and a drain diode 17 are formed in the second Cd Hg Te 13 layer by ion implantation A connection electrode 15 connecting the photodiode 14 to the drain diode 17 and a gate electrode 16 connecting the source diode 18 to the drain diode 17 are disposed on the insulating layer 19 When infrared light strikes the photodiode 14 in the first Cd Hg Te layer 12 having a low energy band gap, signal charges occur in the photodiode 14 and pass through the connection electrode to reach a switch MIS (Metal Insulator Semiconductor) disposed on the second Cd Hg Te layer. of the opening of a gate of the switch MIS comprising the drain diode 17, the source diode 18 and the gate electrode 16, signal charges are transferred to a signal output electrode (not shown) connected to the drain diode 17 and are
ensuite émis par un dispositif de transfert de charge (non représenté). then emitted by a charge transfer device (not shown).
Les capteurs d'images infrarouges monolithique représentés sur les figures 7 et 8 résolvent les problèmes décrits ci-dessus des capteurs d'images hybrides De plus, comme le capteur d'images infrarouge monolithique détecte la lumière reçue sur la surface arrière du substrat, le substrat de semiconducteur n'est pas restreint à un substrat transparent, en augmentant ainsi un degré de The monolithic infrared image sensors shown in FIGS. 7 and 8 solve the problems described above of the hybrid image sensors. Moreover, since the monolithic infrared image sensor detects the light received on the rear surface of the substrate, the semiconductor substrate is not restricted to a transparent substrate, thereby increasing a degree of
liberté dans le choix des matériaux. freedom in the choice of materials.
Dans ces capteurs d'images infrarouges monolithiques, pour augmenter la sensibilité à la lumière infrarouge d'une bande de 10 microns, la photodiode est formée dans la couche semiconductrice présentant une bande interdite d'énergie aussi faible que 0,1 e V En outre, pour supprimer le courant d'obscurité (courant de fuite) dans la structure MIS, l'élément de traitement de signaux comprenant le CCD et l'interrupteur MIS sont formés sur la couche In these monolithic infrared image sensors, to increase the sensitivity to infrared light of a 10 micron band, the photodiode is formed in the semiconductor layer having a band gap of energy as low as 0.1 e V furthermore. to suppress the dark current (leakage current) in the MIS structure, the signal processing element comprising the CCD and the MIS switch are formed on the layer
semiconductrice présentant une bande interdite d'énergie forte. semiconductor having a forbidden band of strong energy.
Dans le capteur d'images infrarouge monolithique représenté sur la figure 8, bien que le courant de fuite dans l'interrupteur MIS soit réduit, étant donné que la photodiode 14 est formée dans la couche semiconductrice 12 présentant une bande interdite de faible énergie de 0, 1 e V et les deux extrémités de la jonction PN constituant la photodiode 14 sont présentes à la surface de la couche semiconductrice 12 présentant la bande interdite de faible énergie, en induisant ainsi le courant de fuite en surface Il en résulte que des charges de signaux ne sont pas transférées à l'élément de traitement de signaux avec une grande efficacité En outre, la photodiode 14 formée dans la couche semiconductrice 12 est reliée à l'interrupteur MIS comprenant la diode de source 18, la diode de drain 17 et l'électrode de grille 16 via l'électrode de connexion , et une extrémité de la jonction PN de la photodiode 14 et son voisinage sont recouverts par l'électrode de connexion 15 de façon à diminuer l'ouverture numérique de la photodiode 14 De plus, étant donné que l'électrode de connexion 15 et l'interrupteur MIS 20 occupent une grande zone de la surface de réception de lumière, la région de réception de lumière est réduite lorsque la densité d'intégration augmente Ceci se traduit par le fait qu'une lumière de In the monolithic infrared image sensor shown in Fig. 8, although the leakage current in the switch MIS is reduced, since the photodiode 14 is formed in the semiconductor layer 12 having a low energy band gap of 0 , 1 e V and the two ends of the PN junction constituting the photodiode 14 are present on the surface of the semiconductor layer 12 having the low energy band gap, thereby inducing the surface leakage current It follows that charges of In addition, the photodiode 14 formed in the semiconductor layer 12 is connected to the switch MIS comprising the source diode 18, the drain diode 17 and the gate electrode 16 via the connection electrode, and an end of the PN junction of the photodiode 14 and its vicinity are covered by the connection electrode 15 In addition, since the connection electrode 15 and the MIS switch 20 occupy a large area of the light-receiving surface, the light-receiving region is reduced when the density of integration increases This translates into the fact that a light of
faible intensité ne peut pas être détectée de façon précise. low intensity can not be detected accurately.
Dans le capteur d'images infrarouge monolithique représenté sur la figure 7, étant donné que les deux extrémités de la jonction PN de la photodiode 14 sont recouvertes par la couche semiconductrice 13 présentant une bande interdite d'énergie forte, le courant de fuite en surface est supprimé Cependant, étant donné que la couche d'injection de charge de signaux 22 formée dans la couche semiconductrice 13 est reliée à la photodiode 14 formée dans la couche semiconductrice 12 par l'électrode colonnaire 21, la surface de la photodiode 14 est partiellement couverte par l'électrode 21, par quoi l'ouverture numérique de la photodiode 14 est diminuée En outre, étant donné que chaque extrémité de l'électrode 21 est présente sur un plan différent, la précision de connexion de l'électrode 21 est diminuée, ce qui se traduit par une diminution de la fiabilité du In the monolithic infrared image sensor shown in FIG. 7, since the two ends of the PN junction of the photodiode 14 are covered by the semiconductor layer 13 having a strong energy band gap, the surface leakage current However, since the signal charge injection layer 22 formed in the semiconductor layer 13 is connected to the photodiode 14 formed in the semiconductor layer 12 by the columnar electrode 21, the surface of the photodiode 14 is partially covered by the electrode 21, whereby the numerical aperture of the photodiode 14 is decreased In addition, since each end of the electrode 21 is present on a different plane, the connection accuracy of the electrode 21 is decreased which results in a decrease in the reliability of the
dispositif.device.
Par ailleurs, dans les dispositifs représentés sur les figures 7 et 8, comme la surface de réception de lumière de la photodiode 14 est exposée sur la surface de la couche semiconductrice 12 présentant une bande interdite d'énergie faible, des charges de signaux produites au voisinage de la jonction PN sont susceptibles d'atteindre la surface de réception de lumière en vue d'une recombinaison de sorte que les charges de signaux ne peuvent pas être traitées On the other hand, in the devices shown in FIGS. 7 and 8, as the light-receiving surface of the photodiode 14 is exposed on the surface of the semiconductor layer 12 having a low energy band gap, signal charges produced in FIG. vicinity of the PN junction are likely to reach the light receiving surface for recombination so that the signal charges can not be processed
avec une efficacité élevée.with high efficiency.
Un objet de la présente invention est de réaliser un capteur d'images infrarouge monolithique possédant une sensibilité élevée dans lequel des recombinaisons de charges de signaux et de courant de fuite en surface dans la région de réception de lumière sont réduites, le courant d'obscurité dans le circuit de traitement des signaux est réduit, l'ouverture numérique de la région de réception de lumière est augmentée, la précision de connexion d'électrode est An object of the present invention is to provide a high sensitivity monolithic infrared image sensor in which signal charge and surface leakage current recombinations in the light receiving region are reduced, the dark current in the signal processing circuit is reduced, the numerical aperture of the light receiving region is increased, the electrode connection accuracy is
améliorée et les charges de signaux sont traitées avec une grande efficacité. improved and signal loads are processed with great efficiency.
Conformément à un aspect de la présente invention, un capteur d'images infrarouge comprend une première couche semiconductrice d'un premier type de conductivité présentant une bande interdite de faible énergie, une deuxième couche semiconductrice d'un premier type de conductivité présentant une bande interdite d'énergie forte et disposée sur la première couche semiconductrice, une couche de réception de lumière formée par la diffusion d'impuretés du deuxième type de conductivité de la surface de la deuxième couche semiconductrice pour s'étendre dans la première couche semiconductrice, une région de diffusion d'impuretés du deuxième type de conductivité formée dans la deuxième couche semiconductrice en diffusant des impuretés du deuxième type de conductivité, une électrode MIS formée sur la deuxième couche semiconductrice entre la couche de réception de lumière et la région de diffusion d'impuretés, et un interrupteur MIS comprenant l'électrode MIS, la couche de réception de lumière According to one aspect of the present invention, an infrared image sensor comprises a first semiconductor layer of a first conductivity type having a low energy forbidden band, a second semiconductor layer of a first conductivity type having a band gap. of strong energy and disposed on the first semiconductor layer, a light receiving layer formed by diffusing impurities of the second conductivity type from the surface of the second semiconductor layer to extend into the first semiconductor layer, a region for diffusing impurities of the second conductivity type formed in the second semiconductor layer by diffusing impurities of the second conductivity type, an MIS electrode formed on the second semiconductor layer between the light-receiving layer and the impurity-diffusing region , and an MIS switch including the MIS electrode , the light receiving layer
et la région de diffusion d'impuretés. and the impurity diffusion region.
Dans cette structure, la surface de la couche de réception de lumière, les deux extrémités de la jonction PN de la couche de réception de lumière et les deux extrémités de la jonction PN de la région de diffusion d'impuretés constituant l'interrupteur MIS sont toutes formées dans la deuxième couche semiconductrice présentant une bande interdite d'énergie forte de sorte que des recombinaisons de charges de signaux dans la couche de réception de lumière et du courant de fuite à la surface de la couche de réception de lumière sont réduites et que le courant d'obscurité dans l'interrupteur MIS est réduit De plus, l'interrupteur MIS comprend la couche de réception de lumière (région de source), la région de diffusion d'impuretés (région de drain) et l'électrode MIS de sorte qu'une réduction de l'ouverture numérique de la couche de réception de lumière est supprimée, et une diminution dans la région de réception de lumière sur toute la surface du dispositif est supprimée Par ailleurs, étant donné que l'électrode MIS est réalisée en une plaque de métal et disposée sur une couche In this structure, the surface of the light receiving layer, the two ends of the PN junction of the light receiving layer and the two ends of the PN junction of the impurity diffusion region constituting the MIS switch are all formed in the second semiconductor layer having a strong energy band gap so that recombinations of signal charges in the light receiving layer and the leakage current at the surface of the light receiving layer are reduced and that In addition, the MIS switch comprises the light receiving layer (source region), the impurity diffusion region (drain region) and the MIS electrode of the MIS switch. so that a reduction in the numerical aperture of the light receiving layer is suppressed, and a decrease in the light receiving region over the entire surface of the light receiving layer. if it is deleted Moreover, since the MIS electrode is made of a metal plate and placed on a layer
semiconductrice plane, la précision de connexion de l'électrode est améliorée. planar semiconductor, the connection accuracy of the electrode is improved.
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails The invention will be better understood and other purposes, features, details
et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description and benefits of it will become clearer during the description
explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant trois modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: la figure 1 est une vue en section transversale représentant une structure d'un capteur d'images infrarouge en accord avec un premier mode de réalisation de la présente invention; la figure 2 est une vue en section transversale représentant une structure d'un capteur d'images infrarouge en accord avec un deuxième mode de réalisation de la présente invention; la figure 3 est une vue en section transversale représentant une structure dun capteur d'images infrarouge en accord avec un troisième mode de réalisation de la présente invention; la figure 4 est un diagramme schématique représentant une construction de circuit des capteurs d&images infrarouges représentés sur les figures 1 à 3; les figures 5 (a) à 5 (i) sont des vues en section transversale d'étapes de procédé pour produire le capteur d'images infrarouge de la figure 1; les figures 6 (a) à 6 (k) sont des vues en section transversale d'étapes de procédé pour produire le capteur d'images infrarouge de la figure 3; la figure 7 est une vue en section transversale représentant une structure d'un capteur d'images infrarouge de l'art antérieur; et la figure 8 est une vue en section transversale représentant une explanatory text which will follow with reference to the accompanying schematic drawings given solely by way of example illustrating three embodiments of the invention and in which: FIG. 1 is a cross-sectional view showing a structure of an image sensor infrared according to a first embodiment of the present invention; Fig. 2 is a cross-sectional view showing a structure of an infrared image sensor according to a second embodiment of the present invention; Fig. 3 is a cross-sectional view showing a structure of an infrared image sensor according to a third embodiment of the present invention; Fig. 4 is a schematic diagram showing a circuit construction of the infrared image sensors shown in Figs. 1 to 3; Figs. 5 (a) to 5 (i) are cross-sectional views of process steps for producing the infrared image sensor of Fig. 1; Figs. 6 (a) to 6 (k) are cross-sectional views of process steps for producing the infrared image sensor of Fig. 3; Fig. 7 is a cross-sectional view showing a structure of an infrared image sensor of the prior art; and Fig. 8 is a cross-sectional view showing a
structure d'un autre capteur d'images infrarouge de l'art antérieur. structure of another infrared image sensor of the prior art.
La figure 1 est une vue en section transversale représentant une structure d'un capteur d'images infrarouge en accord avec un premier mode de réalisation de la présente invention Sur la figure 1, une couche semiconductrice 2 du type P présentant une épaisseur de 1 à 3 microns et une bande interdite d'énergie forte est disposée sur un substrat semiconducteur du type P ayant une épaisseur denviron 10 microns et une bande interdite d'énergie faible Une couche de réception de lumière 5 du type N pénètre dans la couche semiconductrice 2 du type P pour s'étendre dans le substrat 1 Cette couche de réception de lumière 5 a une forme de 10 à 20 microns au carré dans une section transversale parallèle à la surface de plaquette Une région 4 du type N de concentration élevée est formée dans la couche semiconductrice 2 du type P en respectant une distance prescrite par rapport à la couche de réception de lumière 5 Cette région 4 du type N présente une forme de 2 à 5 microns au carré dans une section transversale parallèle à la surface de plaquette Une couche isolante 6 est disposée sur la couche semiconductrice 2 du type P Une électrode MIS 8 présentant une largeur de 1 à 2 microns est disposée sur une couche isolante 6 entre une couche de réception de lumière 5 et la région 4 du type N de concentration élevée, et une extrémité de l'électrode MIS 8 chevauche une partie extrême de la jonction PN de la couche de réception de lumière 5 tandis que l'autre extrémité de celle-ci chevauche une partie extrême de la jonction PN de la région 4 du type N La couche isolante 6 présente une ouverture pour exposer une partie de la région 4 du type N, et un câblage d'électrode 7 est disposé sur la partie exposée de la région 4 du type N et s'étend sur la couche isolante Le câblage d'électrode 7 est relié à un circuit de traitement de signaux (non représenté). Les figures 5 (a) à 5 (i) représentent des étapes de procédé pour produire le capteur d'images infrarouge de la figure 1 Sur ces figures, les mêmes références numériques que celles sur la figure 1 désignent les mêmes éléments ou des éléments correspondants Les références numériques 30 et 32 désignent des masques pour l'implantation d'ions et les références numériques 31 et 33 Fig. 1 is a cross-sectional view showing a structure of an infrared image sensor in accordance with a first embodiment of the present invention. In Fig. 1, a P-type semiconductor layer 2 having a thickness of 1 to 3 microns and a strong energy band gap is disposed on a P-type semiconductor substrate having a thickness of about 10 microns and a low energy band gap. An N-type light receiving layer 5 penetrates the semiconductor layer 2 of the cell. P-type to extend into the substrate 1 This light-receiving layer 5 has a shape of 10 to 20 microns squared in a cross-section parallel to the wafer surface. An N-type region 4 of high concentration is formed in the P-type semiconductor layer 2 at a prescribed distance from the light-receiving layer 5 This N-type region 4 has a shape of 2 to 5 m The insulating layer 6 is disposed on the P type semiconductor layer 2. A MIS electrode 8 having a width of 1 to 2 microns is disposed on an insulating layer 6 between a layer of light receiving 5 and N-type region 4 of high concentration, and one end of the MIS electrode 8 overlaps an end portion of the PN junction of the light-receiving layer 5 while the other end thereof overlaps an end portion of the N-type region 4 PN junction The insulating layer 6 has an opening for exposing a portion of the N-type region 4, and an electrode wiring 7 is disposed on the exposed portion of the region 4 of the N type and extends over the insulating layer The electrode wiring 7 is connected to a signal processing circuit (not shown). FIGS. 5 (a) to 5 (i) represent process steps for producing the infrared image sensor of FIG. 1. In these figures, the same reference numerals as those in FIG. 1 designate the same elements or corresponding elements. Numerals 30 and 32 denote masks for ion implantation and numerals 31 and 33
désignent des schémas de photorésist. designate photoresist patterns.
On réalise tout d'abord une couche semiconductrice 2 du type P comprenant du Cdx Hgl-x Te (x > 0,3) et présentant une épaisseur de 1 à 3 microns et une bande interdite d'énergie forte de 1 e V sur un substrat semiconducteur 1 du type P comprenant du Cdx Hg _x Te (x ' 0,2) et présentant une épaisseur d'environ 10 microns et une bande interdite d'énergie faible de 0,1 e V On dépose ensuite une couche en Si 02 et un photorésist sur la surface entière, et le photorésist reçoit un motif par une technique classique de photogravure Ensuite, en utilisant le motif de photorésist 31 comme masque, la couche en Si 02 est gravée par gravure humide en utilisant de l'acide de fluor ou analogue, ce qui a pour résultat un masque pour l'implantation d'ions 30 Firstly, a P-type semiconductor layer 2 comprising Cdx Hgl-x Te (x> 0.3) and having a thickness of 1 to 3 microns and a forbidden band of strong energy of 1 V on a P-type semiconductor substrate 1 comprising CdxHg _x Te (x '0.2) and having a thickness of about 10 microns and a low energy band gap of 0.1 e V Then a Si 02 layer is deposited and a photoresist on the entire surface, and the photoresist receives a pattern by a conventional photoengraving technique. Next, using the photoresist pattern 31 as a mask, the Si 02 layer is etched by wet etching using fluorine acid. or the like, resulting in a mask for ion implantation 30
comprenant du Si 02 représenté sur la figure 5 (a). comprising Si 02 shown in Figure 5 (a).
Après avoir enlevé le motif de photorésist 31, des ions de bore sont implantés à travers la surface entière à environ 100 k V, et ensuite le substrat 1 est recuit à environ 200 'C, formant une couche de réception de lumière 5 du After removing the photoresist pattern 31, boron ions are implanted across the entire surface at about 100 kV, and then the substrate 1 is annealed at about 200 ° C, forming a light receiving layer 5.
type N représenté sur la figure 5 (b). N-type shown in Figure 5 (b).
Après l'enlèvement du masque 30, un autre masque pour l'implantation d'ions 32 est formé, comme représenté sur la figure 5 (c) de la même manière After removal of the mask 30, another ion implantation mask 32 is formed, as shown in FIG. 5 (c) in the same manner
que celle décrite ci-dessus.than that described above.
Comme cela est représenté sur la figure 5 (d), des ions de bore sont implantés à travers la surface entière, et ensuite le substrat 1 est recuit, formant une région 4 du type N de concentration élevée, présentant une concentration des porteurs de l'ordre de 1018 cm-3 A cet instant, la couche de réception de lumière 5 du type N s'étend à travers la couche semiconductrice du type P, et la jonction PN s'étend dans le substrat 1 de sorte que la concentration des porteurs As shown in Fig. 5 (d), boron ions are implanted across the entire surface, and then the substrate 1 is annealed, forming a high concentration N-type region 4, having a concentration of the carriers of the At this time, the N-type light-receiving layer 5 extends through the P-type semiconductor layer, and the PN junction extends into the substrate 1 so that the concentration of the N-type light-receiving layer 5 extends through the P-type semiconductor layer. carriers
de la couche de réception de lumière 5 est abaissée à un ordre de 1015 cm-3. of the light-receiving layer 5 is lowered to an order of 1015 cm-3.
Après le retrait du masque 32, comme représenté sur la figure 5 (e), une couche isolante 6 comprenant du Si 02 est formée sur la surface entière du substrat, comme montrée sur la figure 5 (f). On forme ensuite un motif de photorésist sur la couche isolante 6 de la même manière que décrite ci-dessus, et la couche isolante 6 est gravée par gravure humide en utilisant de l'acide de fluor ou analogue comme agent de gravure et en utilisant le motif de photorésist comme masque pour former une After removing the mask 32, as shown in Fig. 5 (e), an insulating layer 6 comprising Si 02 is formed on the entire surface of the substrate, as shown in Fig. 5 (f). A photoresist pattern is then formed on the insulating layer 6 in the same manner as described above, and the insulating layer 6 is etched by wet etching using fluorine acid or the like as etching agent and using the photoresist pattern as a mask to form a
ouverture qui pénètre la couche isolante 6, comme représenté sur la figure 5 (g). opening which penetrates the insulating layer 6, as shown in Figure 5 (g).
Ensuite, une couche en métal d'électrode 7 a comprenant du Cr/Au est déposée sur la surface entière et un photorésist est déposé sur celle-ci Ensuite, le photorésist reçoit un motif en utilisant une photogravure et technique de Then, an electrode metal layer 7a comprising Cr / Au is deposited on the entire surface and a photoresist is deposited thereon. Next, the photoresist receives a pattern using a photoengraving and coating technique.
gravure classique, comme représentée sur la figure 5 (h). conventional engraving, as shown in Figure 5 (h).
Ensuite, une partie de la couche de métal d'électrode 7 a est retirée par gravure humide en utilisant du Au et du HCI comme agent de gravure et en utilisant le motif de photorésist 33 comme masque, ce qui a pour résultat un câblage d'électrode 7 qui établit une liaison à un circuit de traitement de signaux Subsequently, a portion of the electrode metal layer 7a is removed by wet etching using Au and HCl as the etching agent and using the photoresist pattern 33 as a mask, resulting in a cabling. electrode 7 which establishes a connection to a signal processing circuit
(non représenté) et une électrode MIS 8. (not shown) and an MIS electrode 8.
On décrira ci-après le fonctionnement de ce dispositif en se reportant aux figures 1 et 4 La figure 4 est un diagramme schématique représentant une The operation of this device will be described below with reference to FIGS. 1 and 4. FIG. 4 is a schematic diagram showing a
construction de circuit du capteur d'images infrarouge de la figure 1. Circuit construction of the infrared image sensor of Figure 1.
Lorsque de la lumière infrarouge d'une bande de 10 microns frappe une surface de réception de lumière sur laquelle l'interrupteur MIS 9 et le câblage d'électrode 7 sont présents, la lumière infrarouge présentant une énergie qui est plus grande que la bande interdite d'énergie du substrat semiconducteur 1 est When infrared light of a 10 micron band strikes a light receiving surface on which the MIS switch 9 and the electrode wiring 7 are present, the infrared light having an energy that is greater than the band gap of energy of the semiconductor substrate 1 is
absorbée par le substrat semiconducteur 1, produisant des paires électron-trou. absorbed by the semiconductor substrate 1, producing electron-hole pairs.
Ensuite, les paires électron-trou produits dans une zone de déplétion au voisinage de la jonction PN 3 formée entre la couche de réception de lumière 5 et le substrat 1 et les paires électron-trou produits à l'extérieur de la zone de déplétion et diffusées dans la zone de déplétion sont séparées en électrons et trous par le champ électrique dans la zone de déplétion, en induisant une force électromotrice à la jonction PN Lorsqu'une polarisation positive est appliquée à l'électrode MIS 8, la surface de la couche semiconductrice 2 du type P présentant la bande interdite dénergie forte est inversée pour être un type N et, simultanément avec l'inversion, des charges correspondant à la force électromotrice produites à la jonctions PN 3 passent dans le circuit de traitement des signaux à travers la région inversée, la couche de stockage de charge 4 du type N de concentration élevée et le câblage d'électrode 7 Les charges sont traitées dans le circuit de traitement des signaux par quoi l'intensité de la lumière infrarouge qui est incidente sur chaque couche de réception de lumière (point ou élément d'image) est déterminée Pratiquement, lorsque les interrupteurs MIS dans une rangée sont mis à l'état passant, des signaux de sortie de tous les points ou éléments d'image dans cette rangée sont transférés au circuit de traitement des signaux et sont séparés à chaque colonne en fonction du temps Les interrupteurs MIS dans la première rangée sont mis à l'état passant pour lire les signaux de sortie dans la première rangée Ensuite, les interrupteurs MIS dans la première rangée sont mis à l'état non passant, et les interrupteurs MIS dans la deuxième rangée sont mis à l'état passant pour lire les signaux de sortie dans la deuxième rangée De cette manière, les signaux de sortie dans toutes les rangées sont lus, par quoi la distribution d'intensité de la Next, the electron-hole pairs produced in a depletion zone in the vicinity of the PN junction 3 formed between the light receiving layer 5 and the substrate 1 and the electron-hole pairs produced outside the depletion zone and scattered in the depletion zone are separated into electrons and holes by the electric field in the depletion zone, inducing an electromotive force at the PN junction. When a positive bias is applied to the MIS electrode 8, the surface of the layer P-type semiconductor 2 having the high energy forbidden band is inverted to be an N type and, simultaneously with the inversion, charges corresponding to the electromotive force produced at the PN 3 junctions pass into the signal processing circuit through the reverse region, high concentration N-type charge storage layer 4 and electrode wiring 7 Charges are processed in the circuit signal processing whereby the intensity of the infrared light which is incident on each light receiving layer (dot or picture element) is determined practically, when the MIS switches in a row are turned on, output signals from all points or picture elements in this row are transferred to the signal processing circuit and are separated at each column as a function of time The MIS switches in the first row are turned on to read the output signals in the first row Then, the MIS switches in the first row are set to the off state, and the MIS switches in the second row are turned on to read the output signals in the second row. In this way, the output signals in all the rows are read, whereby the intensity distribution of the
lumière infrarouge sur la surface de réception de lumière est déterminée. infrared light on the light receiving surface is determined.
Dans le capteur d'images infrarouge selon le premier mode de réalisation de la présente invention, la jonction PN 3 au fond de la couche de réception de lumière 5 est formée dans le substrat semiconducteur 1 du type P présentant une bande interdite d'énergie faible de 0,1 e V, tandis que la surface de la couche de réception de lumière 5 et les deux extrémités de la jonction PN 3 sont présentes à la surface de la couche semiconductrice 2 présentant une bande interdite d'énergie forte de 1 e V Par conséquent, la sensibilité de la couche de réception de lumière 5 à la lumière infrarouge est améliorée, des recombinaisons de charges de signaux à la surface de réception de lumière sont réduites et le courant de fuite en surface à l'extrémité de la jonction PN est réduit De plus, l'interrupteur MIS 9, qui transfère les charges de signaux produites dans la couche de réception de lumière 5 au circuit de traitement des signaux, comprend la couche de réception de lumière 5, la région 4 du type N de concentration élevée formée dans la couche semiconductrice 2 présentant une bande interdite d'énergie forte, et l'électrode MIS 8 formée entre celles-ci Par conséquent, le courant tunnel produit lorsqu'une tension de polarisation est appliquée à l'électrode MIS 8 est réduit, et la plus grande partie des charges de signaux produite dans la couche de réception de lumière est transférée au circuit de traitement des signaux, sans recombinaison, à travers la partie inversée en dessous de l'interrupteur MIS, la région du type N de concentration élevée et le câblage d'électrode De plus, l'électrode MIS 8 présente une telle largeur étroite qu'une extrémité de celle-ci recouvre légèrement une extrémité de la jonction PN 3 de la couche de réception de lumière 5 tandis que l'autre extrémité de celle-ci recouvre légèrement une extrémité de la jonction PN de la région 4 du type N de concentration élevée Cela veut dire qu'une extrémité seulement de la couche de réception de lumière 5 est recouverte par l'électrode 8 en augmentant ainsi l'ouverture numérique de la couche de réception de lumière 5 De plus, étant donné que l'interrupteur MIS 9 occupe une zone plus petite sur la surface entière du dispositif que celle occupée selon le dispositif classique, la région de réception de lumière est agrandie En outre, étant donné que l'électrode MIS 8 est formée sur une surface plane, la précision de connexion de celle-ci est In the infrared image sensor according to the first embodiment of the present invention, the PN 3 junction at the bottom of the light receiving layer 5 is formed in the P-type semiconductor substrate 1 having a low energy band gap. of 0.1 e V, while the surface of the light-receiving layer 5 and the two ends of the PN-junction 3 are present on the surface of the semiconductor layer 2 having a strong energy band gap of 1 V Therefore, the sensitivity of the light receiving layer 5 to the infrared light is improved, recombinations of signal charges at the light receiving surface are reduced and the surface leakage current at the end of the PN junction In addition, the MIS switch 9, which transfers the signal charges produced in the light receiving layer 5 to the signal processing circuit, comprises the reception layer of the signal receiving circuit. light 5, the N-type region 4 of high concentration formed in the semiconductor layer 2 having a strong energy band gap, and the MIS electrode 8 formed therebetween. Therefore, the tunnel current occurs when a voltage is generated. polarization is applied to the MIS electrode 8 is reduced, and most of the signal charges produced in the light receiving layer is transferred to the signal processing circuit, without recombination, through the inverted portion below In addition, the MIS electrode 8 has such a narrow width that one end thereof slightly covers one end of the PN junction 3. the light receiving layer 5 while the other end thereof lightly covers one end of the PN junction of the N-type region 4 of high concentration This means that e only one end of the light receiving layer 5 is covered by the electrode 8 thereby increasing the numerical aperture of the light receiving layer 5 Moreover, since the MIS switch 9 occupies an area smaller in the entire surface of the device than that occupied by the conventional device, the light-receiving region is enlarged Further, since the MIS electrode 8 is formed on a flat surface, the connection accuracy thereof is
améliorée.improved.
La figure 2 présente une vue en section transversale d'un point ou élément d'image d'un capteur d'images infrarouge en accord avec un deuxième mode de réalisation de la présente invention Sur la figure 2, les mêmes références numériques que celles de la figure 1 désignent les mêmes éléments ou des éléments correspondants Dans ce deuxième mode de réalisation, la couche de réception de lumière 5 et la région 4 a du type N de concentration élevée sont formées lors de la même étape et la région 4 a du type N s'étend dans le substrat 1 du type P présentant une bande interdite d'énergie faible Dans ce cas, à la fois la couche de réception de lumière 5 et la région 4 a du type N ont FIG. 2 shows a cross-sectional view of a point or image element of an infrared image sensor in accordance with a second embodiment of the present invention. In FIG. 2, the same reference numerals as those of FIG. FIG. 1 designates the same elements or corresponding elements. In this second embodiment, the light-receiving layer 5 and the N-type region 4a of high concentration are formed during the same step and the region 4a of the type N extends in the P-type substrate 1 having a low energy band gap In this case, both the light-receiving layer 5 and the N-type region 4a have
des concentrations des porteurs dun ordre aussi élevé que 1018 cm 73. carrier concentrations as high as 1018 cm 73.
Dans le capteur d'images infrarouge selon le deuxième mode de réalisation, les parties extrêmes des jonctions PN de la couche de réception de lumière 5 et de la région 4 a du type N sont présentes à la surface de la couche semiconductrice 2 présentant une bande interdite d'énergie forte de le V Par conséquent, le courant de fuite à la surface de la couche de réception de lumière et le courant dobscurité dans l'interrupteur MIS 9 sont réduits, les charges de signaux produites dans la couche de réception de lumière sont transférées au circuit de traitement des signaux avec une grande efficacité, et la réduction de l'ouverture numérique et la diminution de la région de réception de lumière sont supprimées De plus, étant donné que la couche de réception de lumière 8 et la région 4 a du type N sont formées lors de la même étape, le processus de In the infrared image sensor according to the second embodiment, the end portions of the PN junctions of the light-receiving layer 5 and the N-type region 4a are present on the surface of the semiconductor layer 2 having a band As a result, the leakage current at the surface of the light receiving layer and the dark current in the MIS switch 9 are reduced, the signal charges produced in the light receiving layer. are transferred to the signal processing circuit with high efficiency, and the reduction of the numerical aperture and the decrease of the light receiving region are suppressed further, since the light receiving layer 8 and the region 4 a type N are formed during the same stage, the process of
production est simplifié.production is simplified.
Cependant, dans ce deuxième mode de réalisation, étant donné que la concentration des porteurs de la couche de réception de lumière 5 est d'un ordre élevé de 1018 cm 73, un plus grand nombre de paires électron-trou qui sont produites dans la couche de réception de lumière 5, se recombinent que comparées à celui du dispositif de la figure 1, de sorte que la sensibilité de la couche de réception de lumière est abaissée légèrement, comparée au dispositif However, in this second embodiment, since the carrier concentration of the light-receiving layer 5 is of a high order of 1018 cm-73, a larger number of electron-hole pairs are produced in the layer. 5, recombine only compared to that of the device of FIG. 1, so that the sensitivity of the light-receiving layer is lowered slightly, compared to the device
de la figure 1.of Figure 1.
De plus, la concentration des porteurs de la couche de réception de lumière 5 et la région 4 a du type N peut être inférieure à 1018 cm-3 Lorsque la concentration des porteurs de la couche de réception de lumière 5 est, par exemple, de l'ordre de 1015 cm 73, les recombinaisons des paires électron-trou produites dans la couche de réception de lumière 5 sont diminuées Cependant, dans ce cas, étant donné que la région 4 a du type N présente également la concentration plus faible des porteurs, l'efficacité du traitement des signaux diminue dans la région 4 a du type N. La figure 3 est une vue en section transversale d'un point ou élément d'image d'un capteur d'images infrarouge en accord avec un troisième mode de réalisation de la présente invention Sur la figure 3, les mêmes références numériques que celles représentées sur la figure 1 désignent les mêmes éléments ou des éléments correspondants Dans ce capteur d'images infrarouge, une ouverture est pratiquée qui pénètre la couche semiconductrice 2 du type P, et la In addition, the concentration of the carriers of the light-receiving layer 5 and the N-type region 4a can be less than 1018cm-3 When the concentration of the carriers of the light-receiving layer 5 is, for example, In the order of 1015 cm 73, the electron-hole pair recombinations produced in the light-receiving layer 5 are decreased. However, in this case, since the N-type region 4a also has the lower concentration of the carriers , the signal processing efficiency decreases in the N-type region 4a. Fig. 3 is a cross-sectional view of a point or picture element of an infrared image sensor in accordance with a third mode. In FIG. 3, the same numerical references as those represented in FIG. 1 designate the same elements or corresponding elements. In this infrared image sensor, an opening is provided. which penetrates the P-type semiconductor layer 2, and the
couche de réception de lumière 5 entoure l'ouverture. Light receiving layer 5 surrounds the aperture.
Les figures 6 (a) à 6 (k) sont des vues en section transversale d'étapes de procédé pour produire le capteur d'images infrarouge de la figure 3 Sur ces figures, les mêmes références numériques que celles sur les figures 5 (a) à 5 (i) Figs. 6 (a) to 6 (k) are cross-sectional views of process steps for producing the infrared image sensor of Fig. 3. In these figures, the same reference numerals as those in Figs. ) to 5 (i)
désignent les mêmes éléments ou des éléments correspondants. designate the same elements or corresponding elements.
On réalise tout d'abord une couche 2 du type P en Cdx Hgî x Te (x > 0,3) présentant une épaisseur d'environ 1 à 3 microns et une bande interdite d'énergie aussi grande que 1 e V sur un substrat 1 du type P en Cdx Hglgx Te (x 0,2) présentant une épaisseur denviron 10 microns et une bande interdite d'énergie aussi petite que 0,1 e V Ensuite, un photorésist est déposé sur la couche semiconductrice 2 du type P et reçoit un motif par une photogravure et une technique de gravure classique pour former un motif de photorésist 34 Ensuite, en utilisant le motif 34 comme un masque, la couche semiconductrice 2 du type P en dessous de l'ouverture du motif 34 est complétement enlevée par gravure humide en utilisant du bromométhanol comme agent de gravure ou attaque First of all, a layer 2 of the P type Cdx Hg x Te (x> 0.3) having a thickness of approximately 1 to 3 microns and a forbidden band of energy as large as 1 V on a substrate is produced first. 1 of the P type in Cdx Hglgx Te (x 0.2) having a thickness of about 10 microns and a forbidden band of energy as small as 0.1 e V Then, a photoresist is deposited on the semiconductor layer 2 of the P type and receives a pattern by photogravure and a conventional etching technique to form a photoresist pattern 34. Then, using the pattern 34 as a mask, the P-type semiconductor layer 2 below the pattern aperture 34 is completely removed by wet etching using bromomethanol as etching agent or etching
d'ions (figure 6 (a)).of ions (Figure 6 (a)).
Après le retrait du motif de photorésist 34, une couche 35 en Si O 2 est déposée sur la surface entière Ensuite, un photorésist est déposé sur la couche 35 en Si O 2 et reçoit un motif par une photogravure et technique d'attaque After the photoresist pattern 34 has been removed, an SiO 2 layer 35 is deposited on the entire surface. Next, a photoresist is deposited on the SiO 2 layer 35 and receives a pattern by a photogravure and etching technique.
chimique classique pour former un motif de photorésist 36 ( figure 6 (b)). conventional chemistry to form a photoresist pattern 36 (Fig. 6 (b)).
il Ensuite, en utilisant le motif de photorésist 36 comme masque, une partie de la couche 35 en Si O 2 est retirée par gravure humide en utilisant de Then, using the photoresist pattern 36 as a mask, a portion of the Si O 2 layer 35 is removed by wet etching using
l'acide de fluor et, ensuite, le motif de photorésist 36 est retiré(figure 6 (c)). the fluorine acid and then the photoresist pattern 36 is removed (Fig. 6 (c)).
Ensuite, des ions de bore sont implantés en utilisant la couche 35 en Si O 2 comme masque pour former une couche de réception de lumière 5 du type N dans le substrat semiconducteur 1 du type P et la couche semiconductrice 2 du type P. Les étapes représentées sur les figures 6 (e) à 6 (k) sont identiques aux étapes représentées sur les figures 5 (d) à 5 (i) conformément au premier mode de Subsequently, boron ions are implanted using the SiO 2 layer as a mask to form an N-type light-receiving layer 5 in the P-type semiconductor substrate 1 and the P-type 2 semiconductor layer. 6 (e) to 6 (k) are identical to the steps shown in FIGS. 5 (d) to 5 (i) in accordance with the first embodiment of FIG.
réalisation, de sorte qu'elles ne seront pas décrites ici. realization, so that they will not be described here.
Dans ce troisième mode de réalisation de la présente invention, on In this third embodiment of the present invention,
obtient les mêmes effets que ceux décrits dans le premier mode de réalisation. achieves the same effects as those described in the first embodiment.
De plus, étant donné qu'il n'est pas nécessaire de commander précisément la profondeur de la jonction PN de la couche de réception de lumière 5, le Moreover, since it is not necessary to precisely control the depth of the PN junction of the light-receiving layer 5, the
rendement de production est amélioré. production yield is improved.
Dans les premier au troisième modes de réalisation décrits ci-dessus, la bande interdite d'énergie du substrat semiconducteur 1 du type P est de 0,1 e V et la bande interdite d'énergie de la couche semiconductrice 2 du type P est de 1 e V Cependant, les effets de la présente invention peuvent être réalisés aussi longtemps que la première se situe dans une plage comprise entre 0,1 + 0,01 e V et que la dernière est supérieure à 0,2 e V. En outre, dans les premier au troisième modes de réalisation de la présente invention, le substrat semiconducteur 1 du type P présentant une bande interdite d'énergie faible peut être une couche semiconductrice présentant une bande interdite d'énergie faible qui est formée par épitaxie sur un substrat conventionnel en Cd Te Dans ce cas également, on peut réaliser les mêmes In the first to third embodiments described above, the energy band gap of the semiconductor substrate 1 of the P type is 0.1 e V and the energy band gap of the semiconductor layer 2 of the P type is However, the effects of the present invention can be realized as long as the former is in a range of 0.1 + 0.01 e V and the latter is greater than 0.2 e V. in the first to third embodiments of the present invention, the P-type semiconductor substrate 1 having a low energy band gap may be a semiconductor layer having a low energy band gap which is epitaxially grown on a substrate Conventional Cd Te In this case too, we can achieve the same
effets que ceux décrits ci-dessus.effects as those described above.
En outre, dans les premier au troisième modes de réalisation de la présente invention, la région 4 ( 4 a) du type N est recouverte par une couche isolante 6 et le câblage d'électrode 7 Cependant, comme la lumière frappant la région 4 ( 4 a) provoque du bruit, la région 4 ( 4 a) peut être recouverte d'un film Furthermore, in the first to third embodiments of the present invention, the N-type region 4 (4a) is covered by an insulating layer 6 and the electrode wiring 7 However, as the light striking the region 4 ( 4 a) causes noise, region 4 (4 a) can be covered with a film
en métal ou analogue qui réfléchit la lumière. metal or the like that reflects light.
Comme il ressort de la description qui précède, conformément à la As can be seen from the foregoing description, in accordance with
présente invention, la surface de la couche de réception de lumière, une extrémité de la jonction PN de la couche de réception de lumière et une extrémité de la jonction PN de la couche de diffusion d'impuretés pour transférer les charges de signaux produits dans la couche de réception de lumière à un circuit de traitement des signaux sont toutes formées dans la couche semiconductrice présentant une bande interdite d'énergie forte De plus, une électrode MIS est formée sur la couche semiconductrice entre la couche de réception de lumière et la couche de diffusion d'impuretés, et l'électrode MIS, la couche de réception de lumière, et la région de diffusion dimpuretés constituent un interrupteur MIS pour transférer des charges de signaux au circuit de traitement des signaux Par conséquent, des recombinaisons de charges de signaux dans la couche de réception de lumière et le courant de fuite à la surface de la couche de réception de lumière sont réduits, et l'ouverture numérique de la couche de réception de lumière est agrandie, et la région de réception de lumière est agrandie, par quoi la photosensibilité de la couche de réception de lumière est augmentée De plus, la précision de connexion de l'électrode MIS à l'élément formant interrupteur MIS est élevée, et les charges de signaux produites dans la couche de réception de lumière sont transférées de manière stable au circuit de traitement des signaux Il en résulte qu'un capteur d'images infrarouge monolithique hautement fiable, dans lequel la photosensibilité et l'efficacité de the present invention, the surface of the light receiving layer, one end of the PN junction of the light receiving layer, and one end of the PN junction of the impurity diffusion layer for transferring the signal charges produced in the The light receiving layer at a signal processing circuit is all formed in the semiconductor layer having a strong energy band gap. Additionally, an MIS electrode is formed on the semiconductor layer between the light receiving layer and the light receiving layer. impurity diffusion, and the MIS electrode, the light receiving layer, and the impurity diffusion region constitute a switch MIS for transferring signal charges to the signal processing circuit. Therefore, signal charge recombinations in the light receiving layer and the leakage current at the surface of the light receiving layer are reduced, and the numerical aperture of the light-receiving layer is enlarged, and the light receiving region is enlarged, whereby the photosensitivity of the light receiving layer is increased. Moreover, the connection accuracy of the MIS electrode MIS switch element is raised, and the signal charges produced in the light receiving layer are stably transferred to the signal processing circuit. As a result, a highly reliable monolithic infrared image sensor which the photosensitivity and the effectiveness of
traitement des signaux sont améliorées d'une façon significative, est réalisé. signal processing are significantly improved, is realized.
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